TEKNOLOGI POLIMER
Industri Pertanian
OLEH :
Prof. Dr. Ir Bambang Admadi Harsojuwono
I Wayan Arnata, STP., MSi
Teknologi Polimer Industri Pertanian Cetakan: 1 – Denpasar
... Denpasar 2015 v: 277 hlm: 16 x 24 cm
ISBN:
Teknologi Polimer Industri Pertanian
Penulis
Bambang Admadi Harsojuwono, I Wayan Arnata Desain Grafis ... Tata Letak ... Penyunting ...
Hak Cipta pada penulis. Dilarang mengutip, memperbanyak, dan menerjemahkan sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa ijin tertulis dari penulis.
Undang-Undang Nomor 19 Tahun 2000 tentang Hak cipta, Bab XII Ketentuan Pidana, Pasal 72, Ayat (1), (2) dan (6). 1. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa Hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam pasal 2 Ayat
3
sedikit Rp. 1.000.000,00 (Satu Juta Rupiah), atau Pidana penjara paling lama 7 (Tujuh) Tahun dan /atau denda paling banyak Rp. 5.000.000.000,00 (Lima milyar Rupiah).
2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan , memamerkan, mengedarkan atau menjual kepada Umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada Ayat (1), di Pidana dengan Pidana Penjara paling lama 5 (Lima) Tahun dan / atau denda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (Lima ratus juta rupiah).
3. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa hak melanggar Pasal 24 atau Pasal 55 diPidana dengan Pidana Penjara paling lama 2 (Dua) tahun dan /atau denda paling banyak Rp. 150.000.000,00 (Seratus Lima puluh juta rupiah).
Hak menerbitkan pada ... Cetakan Pertama Juni 2015
Penerbit: ... Jl. ...
Telp. ... Mobile:+62..., email: ...
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan buku ini, merupakan salah satu karya penulis untuk memberikan nuansa keilmuan bagi akademisi.
Buku ini saya beri judul Teknologi Polimer Industri Pertanian. Penulis menyadari bahwa banyak pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung dalam memberikan motivasi, bimbingan. arahan, dan dorongan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga atas dorongan, perhatian, bantuan semua pihak yang telah membantu sehingga terselesainya buku ini.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang berlipat ganda kepada beliau semua, atas segala kebaikan yang telah penulis terima.
Penulis menyadari karya ini masih kurang sempurna. Oleh karena itu penulis bersedia untuk menerima kritik maupun saran demi sempurnanya buku ini.
5
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ……… iii
DAFTAR ISI ……….. v
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
BAB I. SEKILAS TENTANG POLIMER ……… 1
A. Pengertian Polimer………..………... 2 B. Sejarah Polimer …..………... 4 C. Manfaat Polimer ... 6 D. Dampak Polimer ………... 7 E. Industri Polimer ... 13 F. Rangkuman……... 14 G. Soal-soal latihan ... 15
BAB II. STRUKTUR, SIFAT DAN KLASIFIKASI POLIMER.. 16
A. Struktur Polimer ... 17
B. Sifat-sifat Polimer (kimia, fisik, mekanik, termal dll). 26 C. Klasifikasi Polimer ... 32
D. Rangkuman ... 38
E. Soal-soal latihan ... 38
BAB III. POLIMERISASI ... 40
A. Polimerisasi Adisi ... 42 B. Polimerisasi Kondensasi ... 45 C. Kopolimerisasi ... 47 D. Komposit ... 49 E. Rangkuman ... 51 F. Soal-soal latihan ... 52
BAB IV. TEKNIK POLIMERISASI ………... 53
A. Teknik Polimerisasi Homogen ………... 54
B. Teknik Polimerisasi Heterogen ……….. ... 56
C. Rangkuman ... 61
BAB V. DEGRADASI POLIMER ………... 63
A. Degradasi secara non alami ... 64
B. Degradasi secara alami ... 73
C. Rangkuman ... 78
D. Soal-soal latihan ... 80
BAB VI. NON BIODEGRADABLE POLYMER ... 81
A. Polietilena (Polyethylene),……….... 81
B. Polipropilena (polypropylene) ………... 90
C. Polivinil Klorida (polyvinyl chloride) ... 93
D. polyethylene terephthalate ... 94 E. Polistiren (polystyrene) ... 95 F. Polikarbonat (polycarbonate).. ……….... 99 G. Polimer Akrilat ... 102 H. Poliester ... 102 I. Karet Sintetik ... 103 J. Polivinil Asetat ... 103 K. Nilon ... 104 L. Rangkuman ... 105 M. Soal-soal latihan ... 107 BAB VII. BIODEGRADABLE POLYMER ... 108
A. Pati ... 108 B. Selulosa ... 112 C. Glikogen ... 113 D. Protein ... 115 E. Asam nukleat ... 120 F. Minyak / lemak ... 124 G. Kitin ... 128 H. Kitosan ... 129 I. Karet ... 130 J. Wool ... 135 K. Jaring laba-laba ... 137 L. Sutera ... 139 M. Protopektin ... 141 N. Karagenan ... 143 O. Glukomanan ... 151 P. Eucheuma cottonii ... 155 Q. Rangkuman ... 158 R. Soal-soal latihan ... 161
7
A. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable
polymer dalam industri pangan ... 166
B. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kemasan ... 176
C. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri aroma dan parfum ... 190
D. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri tekstil ... 199
E. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kertas ... 209
F. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri perekat ... 218
G. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kesehatan ... 221
H. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Cat ... 223
I. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kabel ... 224
J. Rangkuman ... 227
K. Soal-soal latihan ... 229
BAB IX. PENGUJIAN POLIMER ... 230
A. Kehilangan Massa dan Degradabilitas Polimer .. 232
B. Analisis Gugus Fungsi Polimer dengan FTIR (Fourier Transform Infrared) ... 234
C. Analisis Sifat Termal Polimer dengan DTA (Differential Thermal Analysis) ... 238
D. Analisis Kristalinitas Polimer dengan Teknik XRD (X-Ray Diffraction) ... 241
E. Pengamatan Permukaan Polimer dengan SEM (Scanning Electron Microscopy) ... 245
F. Difference Scanning Colorimetry (DSC) ... 248
G. Analisis Uji Mekanik ... 249
H. Kandungan Gel (derajat sambung silang) ... 250
I. Amplifikasi DNA Menggunakan Metode Polymerase Chain Reaction (PCR) ... 251
J. Rangkuman ... 253
K. Soal-soal latihan ... 255
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Produksi polimer pada berbagai Negara (dalam
ribuan ton) ... 6
Tabel 2. Pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC ... 21
Tabel 3. Berbagai jenis kopolimer ... 22
Tabel 4. Contoh Polimer Alam ... 33
Tabel 5. Pertimbangan Pemilihan Komposit ... 51
Tabel 6. Komposisi dan kondisi reaksi beberapa sistem polimerisasi suspensi ... 61
Tabel 7. Karakteristik Polietilen ... 84
Tabel 8. Kekuatan Tarik, Tekan dan Lentur Bahan Polimer ... 86
Tabel 9. Karakteristik HDPE dan sifat fisika, kimia HDPE 87
Tabel 10. Sifat Fisika Dan Mekanika HDPE ... 87
Tabel 11. Kegunaan berbagai senyawa sitronelil ester dan geranil ester ... 194
9
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Beberapa benda yang terbuat dari material polimer
sintetik ... 4
Gambar 2. Struktur (Pola) pecahan molekul selulosa ... 17
Gambar 3. Struktur Glukosa ... 18
Gambar 4. Struktur polimer linier ... 34
Gambar 5. Struktur polimer bercabang ... 35
Gambar 6. Struktur Polimer berikatan silang ... 35
Gambar 7. Reaksi Polimerisasi polipeptida dari asam amino ... 41
Gambar 8. Reaksi Polimerisasi polivinilklorida dari vinilklorida ... 42
Gambar 9. Polimerisasi Kondensasi nilon 66 ... 46
Gambar 10. Proses pembuatan Nilon 66 di laboratorium ... 46
Gambar 11 : Proses radikal bebas pada tekanan tinggi untuk menghasilkan LDP (Low Density Polyethylene)... 56
Gambar 12. Diagram alir polimerisasi suspensi untuk pembuatan methyl methacrylate ... 59
Gambar 13. Jalur Perubahan Naftalen Menjadi Katekol oleh Bakteri ... 76
Gambar 14. Reaksi Polimerisasi etilena ... 83
Gambar 15. Simbol HDPE ... 86
Gambar 16. Bentuk Struktur Propilena ... 90
Gambar 17. Polipropilena (a) isotaktik (b) sindiotaktik (c) ataktik . 92
Gambar 18. Mekanisme rekasi polimerisasi polistiren ... 97
Gambar 19. Reaksi Polimerisasi ... 98
Gambar 20. Struktur polistiren ataktik dan sindiotaktik ... 98
Gambar 22. Granula pati ... 109
Gambar 23. Struktur amilosa ... 110
Gambar 24. Struktur amilopektin ... 110
Gambar 25. Struktur Kimia Selulosa ... 112
Gambar 26. Struktur DNA ... 122
Gambar 27. Struktur tersier ... 123
Gambar 28. Proses denaturasi ... 124
Gambar 29. Struktur kimia lemak (triasilgliserol) ... 125
Gambar 30. Struktur kimia kitin... 129
Gambar 31. Struktur Kitosan ... 130
Gambar 32. Struktur trans 1,4-poliisoprena ... 132
Gambar 33. Struktur cis 1,4-poliisoprena ... 132
Gambar 34. Jaring Laba-laba... 139
Gambar 35. Struktur Kimia Kappa Karagenan ... 144
Gambar 36. Struktur kimia Iota Karagenan ... 145
Gambar 37. Struktur Kimia Lamda Karagenan ... 145
Gambar 38. Pola kerja pembentukan gel karagenan... 146
Gambar 39. Rumus Molekul Glukomannan... 152
Gambar 40. Eucheuma cottonii (a: basah, b: kering) ... 156
Gambar 41. Selulosa rumput laut ... 158
Gambar 42. Rumus kimia minyak daun cengkeh ... 191
Gambar 43. Rumus kimia minyak sereh ... 193
Gambar 44. Rumus kimia minyak permen ... 195
Gambar 45. Contoh Wol pendek dan panjang ... 202
Gambar 46. Serat Sutra ... 202
Gambar 47. Serat polyester ... 207
11
Gambar 49. Rumus bangun selulosa ... 212
Gambar 50. Termogram DTA untuk polimer semikristalin ... 240
Gambar 51. Penentuan temperatur transisi gelas ... 241
SEKILAS TENTANG
POLIMER
Polimer adalah makromolekul yang terdiri dari susunan berulang ratusan bahkan ribuan monomer. Oleh karena itu polimer mempunyai massa molekul relatif sangat besar. Tanpa disadari polimer sangat akrab dalam kehidupan kita sehari, karena bahan-bahan dan perlengkapan yang kita gunakan seperti plastik, botol, pakaian, peralatan rumah tangga dan lain-lain ternyata terbuat dari polimer.
Polimer dapat dibagi menjadi dua macam ialah jenis plimer yang berasal dari alam dan polimer buatan (sintetik). Polimer yang berasal dari alam yang telah dikenal dan dimanfaatkan antara lain sutra, damar, wol, kapas dan masih banyak yang lainnya. Sedangkan polimer sintetik antara lain nilon, tekstil poliester, botol susu bayi dari plastik polietilena, ban mobil dari karet dan lain-lain.
13
Polimer sintetik sendiri mulai dikenal tahun 1925 dan teknologinya mulai berkembang pesat pada tahun 1955 setelah Staudinger melalui hipotesis makromolekul mendapat hadiah Nobel.
Banyaknya variasi dari polimer dan luasnya cakupan polimer, sangat menarik untuk dipelajari lebih jauh, sehingga dibutuhkan pengetahuan tentang konsep dasar polimer. Bab ini, akan membahas lebih jauh tentang pengertian polimer, sejarah polimer, manfaat polimer dan dampak polimer.
A. Pengertian Polimer
Menurut Billmeyer (1971), polimer (poly=banyak, meros = bagian) merupakan molekul yang berukuran besar (makromolekul) yang tersusun atas rangkaian berulang yang saling berkaitan membentuk ikatan kovalen. Unit ulang pada polimer, biasanya ekivalen dengan monomer, yaitu bahan dasar polimer tersebut.
Panjang rantai polimer diukur dari jumlah unit ulang yang terdapat pada rantai, umumnya dikenal sebagai derajat polimerisasi (DPn). Panjang rantai dari suatu polimer berbeda-beda. Oleh karena itu, berat molekul suatu polimer tidak dapat ditentukan secara pasti. Berat molekul polimer biasanya diambil berdasarkan rata-rata berat molekul (M ) atau berat molekul rata-w rata jumlah (M ). Berat molekul polimer yang biasa digunakan n sebagai plastik, karet atau serat berkisar antara 10.000 sampai 1.000.000 (Billmeyer,1971).
Polimer lebih dikenal sebagai plastik dan bahan karet. Pada umumnya, polimer merupakan senyawa kimia organik yang didasarkan pada karbon, hidrogen dan elemen bukan logam (O, N, dan Si). Selain itu, polimer memiliki struktur molekul yang sangat besar. Polimer alam memiliki rantai karbon utama berupa rantai karbon C. Jenis polimer yang terkenal adalah polietilena (PE), nilon, poli vinil klorida (PVC), polikarbonat (PC), polistirena (PS), dan karet silikon. Bahan-bahan ini biasanya memiliki
kepadatan rendah, sedangkan karakteristik mekanik mereka umumnya berbeda dengan logam dan bahan keramik.
Istilah polimer memang lebih identik dengan plastik, namun polimer itu sendiri pada dasarnya tersusun atas berbagai level material baik yang berasal dari alam maupun buatan (sintetik) yang mempunyai sifat dan manfaat yang bermacam-macam. Material polimer yang bertasal dari alam misalnya wol dan kapas sudah banyak dipakai sejak ratusan tahun yang lalu. Contoh lain polimer alami adalah selulosa yang ditemukan pada tumbuhan. Selulosa adalah polisakarida yang terjadi secara alami pada tumbuhan dan merupakan bahan dasar pembuatan kertas. Pada proses biologi protein dan asam nukleat mempunyai peran yang penting, dimana protein dan asam nukleat merupakan biopolimer.
Pengembangan terhadap penemuan polimer alam ditujukan pada suatu aplikasi dalam kaitannya untuk menggantikan peran polimer sintetik yang cenderung sulit untuk mengalami biodegradasi. Hewan laut terutama yang termasuk ke dalam golongan crustacea seperti kepiting dan udang, merupakan salah satu dari berbagai jenis organisme yang bermanfaat sebagai polimer alam. Telah ditemukan bahwa kulit dari hewan jenis ini sebagian besar tersusun dari suatu jenis polimer golongan polisakarida yang dikenal dengan nama kitin.
Pemakaian polimer sintetik sebagai bahan dasar (material), menunjukkan perkembangan yang sangat pesat, salah satu contohnya adalah plastik. Plastik menjadi bahan pilihan yang banyak diminati dan dikembangkan karena memiliki beberapa keunggulan antara lain adalah tahan air, ringan, transparan dan harganya yang relatif murah. Akan tetapi plastik yang merupakan polimer sintetik dan saat ini banyak dipakai dalam berbagai kebutuhan hidup pada kenyataannya berasal dari bahan kimia yang tidak dapat terdegradasi (diuraikan) oleh mikroorganisme di lingkungan. Jika mikroorganisme tidak mampu menguraikan material ini, maka akan menimbulkan masalah yang serius yaitu sampah. Selain itu polistiren merupakan salah satu macam polimer buatan (sintetik) yang banyak dipakai, dimana material ini
15
dipakai sebagai bahan pembungkus makanan, insolator listrik, mainan anak dan Styrofoam. Polistiren mengandung monomer stiren yang murah dan mudah didapat, akan tetapi polistiren sulit terdegradasi oleh mikroorganisme di alam. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi terhadap polimer sintetik agar diperoleh polimer yang dapat terdegradasi.
Gambar 1. Beberapa benda yang terbuat dari material polimer sintetik
Berdasarkan sifatnya ketika dipanaskan, polimer dapat dibagi menjadi polimer termoplastik dan termoset. Polimer termoplastik adalah polimer yang ketika dipanaskan akan mengalami pelelehan dan dapat dibentuk sesuai pola yang diinginkan. Sedangkan, polimer termoset adalah polimer yang tidak mengalami pelelehan ketika dipanaskan. Polimer termoset tidak dapat didaur ulang sedangkan polimer termoplastik dapat didaur ulang.
B. Sejarah Polimer
Kimiawan Swedia Berzelius pada tahun 1833 untuk pertama kalinya menggunakan kata polimer. Para ilmuwan pada abad 19 menggunakan makromolekul, tetapi mereka tidak memahami pengetahuan sebenarnya tentang strukturnya. Saat mereka telah mengomersilkan beberapa macam polimer yang berasal dari alam yang sudah dimodifikasikan. Seperti misalnya
selulosa nitrat dipasarkan dengan nama-nama ”guncotton” dan ”celluloid” (Stevens, 2001)
Beberapa puluh tahun terakhir ini industri polimer (polimer sintetik) baru dikembangkan. Perkembangan industri polimer diawali ketika vulkanisasi berhasil ditemukan pada tahun 1839 oleh Charles Goodyear berasal dari Amerika Serikat. Sejak saat itu mulai dikembangkan bermacam-macam modifikasi terhadap polimer, antara lain dikembangkan selulosa yang dimodifikasi dengan asam nitrat (1870), damar fenolik (1907), polifenol etena atau polistirena (1930), polietena atau polietilena (1933).
Dari penemuan tersebut, dilakukan berbagai terobosan baru untuk menciptakan bermacam-macam sistem polimer baru atau mengembangkan sistem polimer yang telah ada sehingga dihasilkan berbagai produk industri yang bermacam-macam seperti saat ini. Hingga tahun 1970-an telah lebih 25 produk industri yang dihasilkan dan kapasitasnya sudah sampai 2 juta m3 per tahun pada tahun 1980-an, melebihi produksi kayu dan baja. Perkembang industri polimer yang sangat pesat memberi dampak positif terhadap jumlah pengangguran. Dimana industri polimer ini tenaga kerja yang bisa diserap cukup banyak. Selain itu bahan polimer ini sangat disukai karena sifatnya yang karakteristik. Sifat-sifat karakteristik yang dimiliki polimer antara lain:
Ø Mudah diolah pada suhu rendah untuk menghasilkan bermacam-macam produk dan biaya yang dibutuhkan murah. Ø Rasio volumenya ringan (kecil)
Ø Mempunyai sifat yang elastis dan plastis sehingga berguna untuk bahan komponen khusus.
Ø Kestabilan dimensinya tinggi sehingga berat molekulnya besar Ø Awet yaitu tidak mudah rusak dan tahan korosi pada
17
Ø Mempunyai sifat penghambat yang baik (isolator) pada listrik dan panas.
Perkembangan ekonomi suatu negara turut dipengaruhi oleh berkembangnya industri polimer. Dimana bila pemakaian polimer semakin besar maka perkembangan ekonomi pada negara tersebut semakin pesat. Penggunaan bahan polimer di berbagai Negara ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Produksi polimer pada berbagai negara (dalam ribuan ton) Negara Polimer 1976 1977 1978 1979 Kanada Poli(etena) 300,9 345,0 477,5 591,0 Poli(feniletena) - 90,5 - 119,7 Poli(kloroetena) 75,9 00,7 98,7 152,4 Jepang Poli(etena) 1392 1467 1767 2165 Poli(feniletena) 876 900 1032 1227 Poli(kloroetena) 1004 1030 1204 1583 Inggris Poli(etena) 473,1 487,2 427,3 459,9 Poli(feniletena) 238,6 228,6 184,2 220,4 Poli(kloroetena) 415,9 385,1 409,1 425,0 Jerman Poli(etena) 1466,9 1431,1 1518,6 1587,6 Poli(feniletena) 962,9 894,9 1003,8 1085,9 Amerika Serikat Poli(etena) 4054,2 4591,7 5130 5807,4 Poli(feniletena) 2139,1 2382,7 2595,9 2775,5
Sumber: Cowd, 1991 (dalam usupress.usu.ac.id)
Dewasa ini, polimer merupakan salah satu ‘bahan teknik’ yang penting untuk keperluan konstruksi atau suku cadang, disamping bahan konvensional lainnya seperti logam dan keramik. Sebagai ‘polimer komoditas’, yaitu bahan polimer yang digunakan pada pembuatan barang keperluan konsumen, misalnya untuk peralatan rumah tangga, mainan, alat kantor, dan sebagainya, volume kebutuhannya semakin meningkat. Selain daripada itu, bahan polimer telah dimodifikasi secara fisiko-kimiawi menjadi bahan khusus dengan karakteristik tertentu seperti untuk pembuatan peralatan kesehatan dan komponen elektronika.
Bahan polimer khusus termodifikasi ini, yang walaupun volume produksinya kecil, harganya dapat mencapai puluhan kali harga polimer komoditas. Karena latar belakang kebutuhan diatas, industri bahan polimer kini telah berkembang pesat mencapai pertumbuhan sampai 7% per tahun. Sampai tahun 1980-an industri tersebut telah memperkenalkan berbagai bahan polimer teknik, yang pada berbagai penggunaannya, bahan polimer tersebut telah menggantikan peranan bahan-bahan lain. Sebagai salah satu contoh, dalam dunia industri pipa distribusi air dan gas, bahan baja, besi, tembaga dan keramik telah digantikan oleh polipropilena dan polivinil klorida yang lebih murah dan mudah diperoleh (Wirjosentono, 1998).
D. Dampak Polimer
Sekitar 50 tahun yang silam dimana plastik saat itu mulai digunakan, saat ini pada kehidupan manusia plastik merupakan produk yang tidak bisa dipisahkan lagi. Dalam satu tahun penduduk dunia diperkirakan menggunakan 500 juta sampai 1 miliar kantong plastik. Artinya dalam 1 menit penduduk dunia menggunakan 1 juta kantong plastik dan untuk membuatnya
19
diperlukan 14 juta pohon yang harus ditebang dan 12 juta barel minyak per tahun
Industri polimer sintetik yang berkembang sangat pesat membuat hidup kita selalu dimudahkan dan dinyamankan oleh produk-produk yang dihasilkan. Inilah salah satu ciri munculnya jaman modern, akan tetapi di sisi lain terungkap dampak negatif dari kemudahan dan kepraktisan yang diberikan oleh produk tersebut yaitu terjadinya peningkatan sampah.
Pemakaian plastik dalam jumlah besar menyebabkan jumlah sampah semakin besar pula. Hal ini dikarenakan plastik bukan merupakan senyawa biologis, dimana plastik mempunyai sifat yaitu sulit diuraikan (non-biodegradable). Untuk bisa terurai dengan sempurna dibutuhkan waktu 100-500 tahun. Sampah plastik menyebabkan pencemaran pada air, tanah, laut dan udara. Sampah plastik merupakan masalah yang sangat serius di seluruh penjuru dunia. Di dunia ini pada sektor pertanian saja tiap tahunnya bisa mencapai 100 juta ton. Apabila sampah itu dihamparkan, maka akan mampu menyelimuti bumi ini hingga 10 kali lipat. Kita telah mengetahui bahwa plastik mempunyai struktur yang kuat dan susah terurai oleh mikroorganisme tanah. Sebab itu kita sering kali membakar plastik untuk mengatasi pencemaran tanah dan air di lingkungan kita. Akan tetapi kita tidak menyadari bahaya yang dapat mengancam kesehatan jika plastik-plastik tersebut dibakar. Jika plastik dibakar mengeluarkan asap yang bersifat toksik dan bila terhirup bisa menggangu kesuburan sperma. Selain itu hasil pembakaran PVC akan mengeluarkan DEHA, dimana DEHA adalah zat yang menyebabkan gangguan keseimbangan hormon estrogen pada manusia dan menyebabkan
bayi-bayi lahir dalam kondisi cacat karena mengalami kerusakan kromosom.
Disamping itu dampak negatif yang ditimbulkan oleh industri polimer, sebaiknya menjadi pertimbangan bagi pekerja-pekerja wanita terutama pada industri plastik, getah, dan tekstil. Karena acap kali adanya kasus kematian bayi dalam kandungan dan bayi yang berukuran kecil. Beberapa penelitian dilakukan untuk mengetahui dampak dari industri polimer ini dan kajian pada tahun 2002 di Malaysia terhadap ibu-ibu sebanyak 2,096 orang dan bapak-bapak sebanyak 3,170 orang dan hasilnya menunjukkan bahwa 80% wanita beresiko mengalami kematian bayi dalam kandungan bila mereka bekerja pada industri plastik dan getah, sedangkan 90% wanita beresiko mengalami kematian bayi dalam kandungan jika suaminya bekerja pada industri plastik, pewarna tekstil dan formaldehida.
Agar tidak bersifat kaku dan rapuh kebanyakan plastik seperti PVC diberi bahan pelembut (plasticizers). Bahan pelembut ini merupakan ester turunan dari asam ftalat. Misalnya untuk mengepak dan memproses makanan dipakai jenis epoxidized soybean oil (ESBO), di(2-ethylhexyl)adipate (DEHA) dan bifenil poliklorin (PCB). Sedangkan untuk industri pengepakan film dipakai acetyl tributyl citrate (ATBC) dan di(-2ethylhexyl) phthalate (DEHP) (Sheftel, 2000).
Ternyata pemakaian bahan pelembut menyebabkan munculnya masalah kesehatan. Misalnya bahan pelembut jenis PCB, saat ini telah dilarang dipakai karena menyebabkan kanker pada manusia (karsinogenik) dan kematian jaringan. Di Jepang, menyebabkan penyakit yusho karena keracunan PCB. Ciri-ciri
21
keracunan ini kaki dan tangan lemas, muncul benjolan-benjolan, gangguan perut dan terjadi pigmentasi pada kulit. Pada wanita hamil bisa menyebabkan kematian bayi dalam kandungan atau bayi lahir pada kondisi cacat.
Bahan pelembut lain yang juga menimbulkan masalah ialah jenis DEHA. Menurut penelitian di Amerika Serikat, dimana plastik PVC yang memakai bahan pelembut DEHA menyebabkan terjadinya kontaminasi pada makanan, dengan cara jika makanan bersentuhan dengan produk tersebut maka bahan pelembut akan ditransfer pada makanan tersebut. Dari data di AS tahun 1998 menyatakan keju yang dibungkus memakai plastik PVC mengandung DEHA konsentrasi tinggi yaitu 300 kali lebih tinggi dari ambang batas maksimal DEHA yang ditentukan oleh FDA/ badan pengawas obat makanan AS) (Awang MR, 1999).
DEHA memiliki ciri yang hampir sama dengan hormon kewanitaan pada manusia (hormon estrogen). Berdasar hasil uji pada hewan, menyatakan bahwa DEHA mampu merusak sistem peranakan dan menyebabkan janin cacat, disamping itu juga menyebabkan kanker hati (Awang MR, 1999). Walaupun pada manusia DEHA ini dampaknya belum diketahui secara pasti, tetapi dari hasil penelitian pada hewan sudah sepatutnya menjadikan kita lebih berhati-hati.
Badan Pengawas Obat dan Makanan Eropa dalam kaitannya dengan kontaminasi makanan yang disebabkan oleh DEHA telah berupaya untuk menetapkan ambang batas aman DEHA untuk dikonsumsi ialah maksimal 18 bpj (bagian per sejuta) jika melebihi ketentuan tersebut dianggap berbahaya untuk dikonsumsi.
Melihat dari dampak negatif dan berbahayanya DEHA bagi kesehatan, kita harus berupaya menghindari kontaminasi DEHA pada makanan yang dikonsumsi. Untuk itu kita harus memperkecil pemakaian pembungkus makanan yang mengandung bahan pelembut dan memilih pembungkus yang tidak ada bahan pelembutnya, misalnya daun pisang, daun jati (pembungkus dari bahan alami) atau plastik yang terbuat dari polietilena
Selain pemakaian pelembut pada plastik, kontaminasi zat warna plastik untuk makanan perlu dicermati pemakaiannya dalam industri makanan tersebut. Misalnya untuk pembungkus makanan seperti gorengan dan lain-lain sebaiknya tidak menggunakan kantong plastik hitam (kresek). Berdasarkan penelitian Made Arcana (2003), zat warna hitam pada kantong plastik (kresek) ini bila terkena panas (misalnya berasal dari gorengan) akan terurai menjadi bentuk radikal bebas. Bentuk radikal ini akan menjadi zat beracun dan bereaksi dengan cepat pada makanan. Semula zat warna ini memang tidak bersifat racun akan tetapi senyawa ini akan berubah menjadi racun bila terkena panas. Hal ini disebabkan adanya bentuk radikal bebas, dimana senyawa ini mempunyai 1 (satu) elektron tak berpasangan yang tidak stabil dan dapat menjadi sangat reaktif sehingga sangat membahayakan kesehatan. Hal ini akan mengakibatkan tidak terkontrolnya perkembangan sel tubuh contohnya pada penyakit kanker. Akan tetapi penyebab timbulnya kanker ini harus dibuktikan dulu, apakah memang akibat plastik tersebut atau makan makanan yang tercemar kantong plastik beracun. Oleh karena itu terjadinya kanker ditentukan oleh banyak faktor, misalnya seberapa sering orang tersebut mengonsumsi makanan yang tercemar, kualitas plastik dan makanan, faktor genetik dan
23
sistem kekebalan tubuh. Jika bahan beracun itu terakumulasi terus menerus bisa menimbulkan kanker.
Jenis polimer lainnya yang banyak dipakai untuk bungkus makanan atau keperluan lainnya yang juga menyebabkan masalah adalah Styrofoam. Prof Dr Hj Aisjah Girindra seorang ahli biokimia Departemen Biokimia FMIPA-IPB pada tahun 1986 mengadakan penelitian di AS, dari hasil penelitiannya diketahui bahwa orang Amerika 100% jaringan lemaknya mengandung styrene yang berasal dari styrofoam. Penelitian lanjutan dilakukan 2 tahun kemudian dan hasilnya menyatakan bahwa kandungan styrene telah sampai ambang batas yang dapat menimbulkan gejala gangguan saraf.
Hal yang sangat mengejutkan dan memprihatinkan adalah pada penelitian di New Jersey ditemukan bahwa styrene telah mengkontaminasi 75% air susu ibu (ASI). Hal ini karena waktu makan makanan ibu-ibu memakai wadah styrofoam. Pada penelitian ini menyatakan pula styrene ini dapat berpindah/migrasi dari ibu hamil ke janin melalui plasenta. Jika hal ini berlangsung terus dalam waktu lama dapat menimbulkan penumpukan styrene pada tubuh, selanjutnya dapat mengakibatkan timbulnya gejala saraf misalnya gelisah, rasa lelah, anemia dan susah tidur. Disamping itu styrofoam dapat menimbulkan gangguan pada sistem reproduksi, penyebab kemandulan atau penurunan kesuburan. Jika anak-anak sering mengonsumsi styrene dapat menyebabkan hilangannya kreativitas, bersikap pasif dan yang lebih berbahaya yaitu bisa .menyebabkan kanker.
Bahan lain yang juga berbahaya adalah zat tambahan lain yang membuat mainan plastik menjadi lentur adalah ftalat.
Berdasar uji ilmiah oleh para pakar kesehatan di Uni Eropa menyatakan bahwa bahan kimia jenis ftalat ternyata adalah salah satu jenis zat yang berbahaya yang dapat menimbulkan infeksi pada hati dan ginjal. Sebab itu komisi Eropa mengeluarkan larangan pemakaian ftalat untuk mainan anak-anak.
Pemakaian tissue ternyata juga menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia. Kegiatan yang tanpa sadar sering kita lakukan atau mungkin karena memang kita tidak tahu. Misalnya bila kita akan makan makanan yang masih panas (gorengan) atau supaya minyak dari gorengan tidak mengotori tangan, kita melapisi makanan tersebut dengan kertas tissue, ternyata ini bisa mengancam kesehatan kita. Karena kertas tissue yang kita pakai mengandung zat kimia bisa berpindah ke makanan yang dilapisi. Bahan tersebut adalah pemutih klor yang biasanya dipakai pada pembuatan kertas tissue supaya Nampak lebih putih. Bahan ini menyebabkan kanker karena punya sifat karsinogenik. Maka dari itu makanan yang panas atau berlemak tidak boleh dilapisi tissue.
E. Industri Polimer
Penggunaan polimer pada bidang industri begitu besar seperti yang digunakan dalam industri rumah tangga, otomotif, pesawat terbang dan lain sebagainya.
Penggunaan polimer sudah berlangsung berabad-abad yang lalu dalam bentuk aspal, minyak bumi, damar, permen karet dan lain-lain. Sedangkan perkembangan industri polimer modern sendiri baru dimulai pada masa revolusi industri. Ini berawal sekitar akhir 1830-an ketika Charles Goodyear berhasil membuat sebuah karet alami yang bermanfaat melalui proses “vulkanisasi”.
25
Setelah melalui proses yang cukup panjang 40 tahun kemudian Celluloid berhasil dikomersialisasikan. Celluloid adalah sebentuk plastik keras dari nitrocellulose. Pada tahun 1930-an vinyl, neoprene, polystyrene dan nilon mulai diperkenalkan dan inilah awal keberhasilan berbagai penelitian dalam hal polimer yang terus berkembang hingga saat ini.
Dalam kehidupan saat ini, polimer yang banyak digunakan ada enam jenis, antara lain polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polystyrene dan polycarbonate. Masing-masing polimer tersebut memiliki ketahanan panas dan sifat degradasi, cahaya dan kimia.
F. Rangkuman
Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul molekul kecil yang saling berikatan.
Polimer dapat dibagi menjadi dua macam yaitu polimer yang berasal dari alam dan polimer buatan (sintetik). Polimer alam yang telah dikenal dan dimanfaatkan antara lain sutra, damar, wol, kapas dan masih banyak yang lainnya. Sedangkan polimer sintetik antara lain nilon, tekstil poliester, botol susu bayi dari plastik polietilena, ban mobil dari karet dan lain-lain. Polimer sintetik sendiri mulai dikenal tahun 1925 dan teknologinya mulai berkembang pesat pada tahun 1955 setelah Staudinger melalui hipotesis makromolekul mendapat hadiah Nobel.
Dampak dari berkembangnya polimer adalah 1) Jumlah sampah plastik yang besar akibat konsumsi plastik yang berlebihan akan mencemari tanah, air, laut, bahkan udara. 2) terganggunya kesehatan bagi manusia tanpa disadari. 3) Bagi wanita pekerja dalam industri plastik dan tekstil seringkali mengalami keguguran atau ketidaknormalan ukuran bayi yang
dilahirkan . 4) Terjadinya kontaminasi zat warna plastik dalam makanan bila terkena panas (misal: gorengan panas yang langsung dimasukkan plastik) bisa terdegradasi menjadi bentuk zat radikal yang bersifat racun akibatnya dapat menimbulkan penyakit seperti penyakit kanker. 5) dapat mengganggu sistem reproduksi yang berakibat kemandulan. 6) Konsumsi styrene yang terlalu sering seorang anak bisa kehilangan kreativitas dan pasif.
Industri Polimer berkembang pada saat ditemukannya vulkanisasi oleh Charles Goodyear tahun 1839. Industri Polimer banyak digunakan sebagai plastik, pipa, otomotif, elektronik dan pabrik serta rumah tangga.
G. Soal-soal latihan
1. Jelaskan pengertian Polimer?
2. Berikan contoh barang/komoditi polimer?
3. Jelaskan bagaimana Industri Polimer berkembang berkembang?
4. Jelaskan manfaat Polimer ?
5. Jelaskan dampak polimer bagi kehidupan? 6. Sebutkan dan jelaskan Industri Polimer ?
27
STRUKTUR, SIFAT DAN
KLASIFIKASI POLIMER
Struktur serta massa molekul menentukan sifat-sifat polimer, dengan mengetahui sifat-sifat polimer maka penggunaan polimer dapat lebih optimal. Berkaitan dengan polanya ada tiga faktor utama yang mempengaruhi sifat dari suatu polimer yaitu komposisi dari kimiawinya, pola rantainya dan jajaran rantai-rantainya pada hasil/produk akhirnya. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi kekuatannya, titik leleh, kelenturannya, kemampuan melarut dan pengaruh panas terhadap polimer, sedangkan untuk massa molekul dari polimer mempengaruhi kemampuan melarut dari polimer, mudah tidaknya pencetakan, dan lelehan larutan (kekentalan) suatu polimer. Untuk itu perlu pengetahuan tentang keterkaitan antara sifat dan pola polimer, dan kemampuan membentuk pola polimer yang cocok dengan sifat yang dikehendaki adalah hal yang penting untuk
perkembangan dalam industry polimer. Bab ini akan membahas dengan lebih mendalam mengenai polimer dari sisi struktur (pola), sifat dan klasifikasinya.
H. Struktur Polimer
Dalam mempelajari pola polimer bisa dilakukan dengan memilah-milah monomer penyusun polimer secara berulang. Sebab polimer adalah suatu molekul yang besar, oleh sebab itu untuk memudahkan pemahaman biasanya polimer ditunjukkan hanya satu rantai saja. Rantai yang ditunjukkan ini meliputi minimal satu ulangan yang lengkap. Misalnya pola pecahan dari molekul selulosa seperti dijelaskan pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur (Pola) pecahan molekul selulosa
Sumber : www.chem-is-try.org
Komponen penyusun utama tumbuhan adalah selulosa, yaitu senyawa organik yang jumlahnya banyak sekali di bumi ini. Selulosa ada banyak di dinding sel misalnya pada daun, kayu, buah-buahan, dahan dan sayuran. Selulosa ini tak mudah dicerna
29
manusia, tetapi dipakai untuk serat makanan yang dapat diterima dengan baik oleh sistem pencerna makanan pada manusia.
Monomer-monomer pembentuk bagian cincin dari molekul selulosa semuanya identik yang bersatu menjadi suatu polimer. Pada selulosa diketahui nama monomernya adalah glukosa. Dari gambar 3, sebuah glukosa ditunjukkan secara sederhana dimana tanpa adanya atom karbon dan hidrogen pada ikatan tersebut. Struktur glukosa secara lengkap seperti terlihat pada gambar 3.
Gambar 3. Struktur Glukosa
Sumber : www.chem-is-try.org
Struktur polimer terdiri dari identitas monomer, rantai polimer, ukuran rantai, susunan monomer dalam kopolimer, dan S t e r e o ki mi a P o li me r .
1. Identitas Monomer (Monomer Identity)
Identitas polimer yang terdiri dari monomer-monomer adalah sifat utama dan yang penting dari polimer. Tatanama polimer biasanya berdasarkan pada tipe monomer yang menyusun polimer. Polimer yang terdiri dari hanya satu jenis
monomer disebut homopolimer. Sedangkan campuran beberapa monomer disebut kopolimer. Molekul polimer yang mengandung sub-unit yang dapat di ionisasi disebut sebagai polyelectrolyte. Polyelectrolyte yang mengandung sub-unit yang fraksi ionisasinya rendah disebut ionomer.
Dengan adanya struktur polimer yang sangat besar dituntut adanya sistem tata nama yang sistematis. Seperti contohnya tata cara pemberian nama pada polimer vinil berdasarkan dari nama monomernya, taktisitasnya dan isomernya.
q Nama monomer satu kata :
Diawali dengan kata poli untuk nama monomernya. Contoh :
Polistirena
Polietilena
Politetrafluoroetilena
q Nama monomer lebih dari satu kata atau diawali dengan satu huruf (simbol) atau angka
Diawali kata poli pada nama monomer yang diletakkan dalam kurung Contoh : CH CH2 CH2CH2 CF2CF2
31
Poli (asam akrilat)
Poli (a-metil stirena)
Poli (1-pentena)
q Untuk taktisitas polimer
- Sebelum poli, didahului dengan huruf i untuk isotaktiknya atau huruf s untuk sindiotaktik).
Contoh : polimer polistirena yang mempunyai taktisitas isotaktik ditulis i-polistirena
q Untuk isomer geometrik dan struktural
- Sebelum poli, didahului dengan cis atau trans dan 1,2- atau 1,4- poli
Contoh : trans -1,4 - poli (1,3 - butadiena)
Nama polimer berdasar turunan dari struktur unit pokok atau unit ulangan konstitusi (Constitutional Repeating Unit (CRU)) yang direkomendasikan IUPAC dengan tahap berikut :
CH2CH CO2H CH2CH CH2CH2CH3 C H2C C H3
1. Melakukan identifikasi bagian/unit struktural paling kecil (CRU).
2. Menetapkan prioritas sub bagian CRU berdasar titik rangkaian dan prioritasnya ditulis secara menurun dimulai dari kiri ke kanan (misal cara menulis nama polistirena).
3. Memberi nomor substituent dimulai dari kiri ke kanan
4. Meletakkan nama CRU dengan memakai kurung biasa (jika perlu bisa memakai kurung siku dan kurung biasa) serta didahului dengan kata poli.
Tabel 2. Pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC
Nama Sumber Nama IUPAC
Polietilena Politetrafluoroetilena Polistirena Poli(asam akrilat) Poli(a-metilstirena) Poli(1-pentena) Poli(metilena) Poli(difluorometilena) Poli(1-feniletilena) Poli(1-karboksilatoetilena) Poli(1-metil-1-feniletilena) Poli[1-(1-propil)etilena] Sumber : www.docstoc.com
Tata nama polimer kondensasi (polimer non vinil) umumnya lebih rumit daripada polimer vinil. Gugus fungsional dari unit ulangan atau monomer mula-mula, penamaan polimernya akan disesuaikan. Misalnya pada nilon, yang
33
sering dinamai dengan nilon-6,6 (66 atau 6/6), secara deskriptif dikatakan poli (heksametilen adipamida) yang menjelaskan poliamidasi heksametilendiamin atau 1,6-heksandiamin dan asam adipat, seperti dijelaskan dalam reaksi di bawah ini.
Turunan polimer untuk lebih dari satu jenis monomer (Kopolimer) sesuai rekomendasi IUPAC penamaannya dengan gabungan istilah konektif dan penulisannya miring diantara nama-nama monomer yang masuk tanda kurung atau bisa juga ditulis diantara dua/lebih nama-nama polimer tersebut. Istilah konektif menunjukkan jenis dari kopolimer tersebut. Ada enam jenis kopolimer seperti tampak pada Tabel 3.
Tabel 3. Jenis-jenis Kopolimer
Jenis Kopolimer Konektif Contoh
Tak dikhususkan -co- Poli[stirena-co-(metil
metakrilat)]
Statistik -stat- Poli(stirena-stat-butadiena)
Random/acak -ran- Poli[etilen-ran-(vinil asetat)]
Alternating (bergantian)
-alt- Poli(stirena-alt-(maleat
anhidrida)]
Blok -blok- Polistirena-blok-polibutadiena
Graft (cangkok/tempel) -graft- Polibutadiena-graft-polistirena n H O - C - (C H 2 )4 - C - O H + n H 2 N - (C H 2 )6 - N H 2 a s a m ad ip a t he k s a me tile d ia m in C - (C H 2 )4 - C - N H - (C H 2)6 - N H O O nylo n- 6 ,6 n
Sumber : www.docstoc.com 2. Chain Linearity
Bentuk paling sederhana dari molekul polimer adalah rantai lurus atau disebut juga sebagai polimer linear yang terdiri dari satu rantai utama. Fleksibilitas dari rantai polimer yang tidak bercabang di pengaruhi oleh persistence length (sifat dasar mekanis yang mengukur kekakuan dari polimer panjang). Molekul polimer bercabang disusun dari rantai utama dengan satu atau lebih cabang. Beberapa tipe khusus dari polimer bercabang adalah star polymers, comb polymers, dan brush polymers. Jika polimer mengandung rantai cabang yang komposisinya berbeda dengan rantai utama maka dia disebut grafted polymer. Cross-link menunjukkan dimana titik percabangan dimulai.
i. Linear Polymer
Polimer linear tersusun atas satu rantai panjang yang kontinu, tanpa adanya percabangan dari rantai tersebut. ii. Branched Polymer
Branched polymer terdiri atas satu rantai utama yang mempunyai rantai molekul lebih kecil sebagai cabang. Sebuah struktur rantai bercabang cendrung menurunkan tingkat kristanilitas ( cristanility ) dan kepadatan ( density ) polymer tersebut. Susunan geometrik dari ikatan bukan merupakan penyebab bervariasinya stuktur polymer. Branched polymer terbentuk ketika terdapat rantai cabang yang menempel pada rantai utama. contoh sederhana dari branched polymer seperti terlihat pada gambar dibawah. Terdapat berbagai jenis branched polymer yang dapat
35
terbentuk. Salah satunya yangdinamakan dengan star-branching. Star-branching terbentuk ketika polimerisasi dimulai dengan single monomer dan mempunyai cabang radial keluar. Polymer dengan tingkat kecabangan yang tinggi disebut dendrimers. Sering kali pada molekul ini, tiap cabangnya mempunyai cabang lagi. Ini menyebabkan keseluruhan molekulnya mempunyai bentuk spherical.
iii. Cross-Linking
Terjadinya cross-linking dalam polymer ketika ikatan valensi primer terbentuk antara moleku-molekul rantai polymer yang terpisah. Selain ikatan monomer membentuk rantai polymer, ikatan polymer yang lain terbentuk diantara polymer tetangganya. Terbentuknya ikatan ini dapat secara langsung terjadi diantara rantai tetangganya, atau dua rantai dapat terikat menjadi rantai yang lain. Meskipun tidak sekuat ikatan pada rantai, cross-links yang banyak mempunyai “memory” berperan penting pada polymer. Pada saat polymer diregangkan, ikatan cross-links mencegah rantai untuk berpisah, dan ikatan ini menguat, namun ketika tegangan dihilangkan maka struktur akan kembali kebentuk semula dan objek pun demikian.
3. Ukuran Rantai (Chain Size)
Sifat jenuh polimer sangat bergantung pada ukuran dari rantai polimer. Seperti kebanyakan molekul, ukuran molekul polimer dapat digambarkan melalui berat molekul Pada polimer, berat molekul dapat digambarkan oleh derajat polimerisasi,yaitu jumlah monomer yang membentuk polimer. Untuk polimer sintetik, beratmolekul digambarkan dengan
statistik untuk menjelaskan distribusi berat molekulpada sampel. Hal ini karena hampir semua proses industri memproduksi distribusiukuran rantai polimer. Contoh dari perhitungan statistik adalah number averagemolecular weight dan weight average molecular weight. Perbandingan dari kedua nilai tersebut disebut polydispersity index, biasanya digunakan untuk menggambarkan “ketebalan” dari berat molekul. Ruang yang ditempati oleh molekul polimer secara umum digambarkan oleh radius of gyration.
4. Susunan Monomer dalam Kopolimer (Monomer Arrangement in Copolymers)
a. Alternating copolymers : monomer yang berbeda tersusun beruturan
b. Random copolymers : monomer yang berbeda tersusun secara acak
c. Block copolymers : monomer yang sama membentuk grup dan 2 grup yang berbeda tersusun berurutan
d. Graft copolymers : rantai cabang terdiri dari monomer yang berbeda dengan rantai utama.
5. S t e re o k i m i a P o l i me r
Architecture, polimer yang berbeda arsitektur-nya mewakili isomer konstitusional dimana hubungan dari atom-atomnya berbeda. Polimer semacam ini di dapat dari polimerisasi monomer dari sifat kimia yang berbeda tetapi memiliki komposisi atom yang yang sama. Rumus molekul dari unit monomer untuk semua tipe p ol i me r C 2 H 4 O .
37
Orientation, perbedaan dimana atom dalam polimer dapat dihubungkan, muncul dari dua cara penambahan dari monomer yang sama untuk pertumbuhan rantai polimer.
Geometric isomerism, dicontohkan sebagai berikut polimerisasi dari 1,3-diena mempunyai dua ikatan rangkap yang berbeda yang dapat mengalami tiga isomergeometri.
Tacticity, dalam mempelajari sifat dan struktur molekul polimer. Ada 2 kelompok susunan geometris yang harus dicermati adalah : 1) Geometri yang muncul akibat rotasi gugus pada ikatan tunggal atau biasa dikatakan perubahan konformasi, dan 2) Konfigurasi rantai molekul yaitu susunan yang bisa diubah hanya dengan cara memutuskan ikatan kimianya. Struktur kimia akan berubah bila terjadi perubahan konfigurasi rantai polimer. Hal ini mengakibatkan berubahnya sifat kimia dan sifat fisika pada polimer tersebut.
I. Sifat-sifat Polimer
Berdasarkan sifat-sifatnya polimer dapat dibagi ke dalam tiga kelompok umum, yaitu elastomer, serat, dan plastik. Ciri elastomer adalah kemampuannya untuk diregang di bawah tekanan (direntangkan) dan dapat kembali pada bentuk awalnya bila tekanan dikurangi (elastis). Contoh elastomer antara lain ialah karet (alam maupun sintetis) dan silikon.
Sedangkan polimer yang mempunyai sifat gaya regang yang tinggi di sepanjang sumbunya disebut dengan serat. Serat merupakan polimer seperti benang yang dapat ditenun menjadi kain. Kapas, wool, dan sutera adalah contoh-contoh dari serat
alam. Beberapa serat sintetis seperti nilon, orlon, dan dacron, mempunyai sifat tambahan yang menguntungkan yaitu gaya regangnya bertambah; lebih ringan, penyerapan kelembaban rendah; tahan terhadap ngengat, jamur, kebusukan, dan cendawan; serta tidak keriput.
Plastik mempunyai sifat di antara elastomer dan serat, yang mempunyai bermacam-macam sifat pada suhu kamar. Contohnya ialah polistirena (PS) dan polipropilena (PP). Polistirena bersifat kaku dan getas, sedangkan polipropilena bersifat sangat keras, tahan benturan, tahan sobek, dan lentur dalam bentuk lembaran tipis.
Dari tiga kelompok tersebut polimer dapat digolongkan berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika, dan termal. Berikut ini penggolongan polimer berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika, dan termal.
1. Sifat Kimia
Sifat polimer sangat dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara rantai polimer. Akibat panjangnya rantai polimer, menyebabkan berlipatgandanya gaya tarik antar rantai bila dibanding dengan gaya tarik antar molekul biasa. Ikatan ion pada polimer atau ikatan hidrogen pada rantai yang sama disebabkan oleh perbedaan gugus sampingnya. Dengan semakin meningkatnya kekuatan gaya akan menyebabkan pula peningkatan kuat tarik, titik lebur dan tingkat kristalinitas.
Dipol dalam unit monomer mempengaruhi gaya intermolekuler pada polimer. Ikatan hidrogen antara rantai
39
yang berdekatan dapat dibentuk oleh polimer yang mengandung gugus amida atau karbonil. Dimana pada gugus N-H ini atom hidrogen yang memiliki muatan positif ditarik dengan kuat oleh atom oksigen yang memiliki muatan negatif pada gugus C=O, maka akan terjadi ikatan hidrogen yang kuat. Hal ini akan menyebabkan pula meningkatnya kuat tarik dan titik leburnya. Contohnya polimer yang memiliki uretan, dimana pada polyester ini ikatan dipole yang terjadi antara atom oksigen pada C=O dan atom hidrogen pada gugus C-H ikatan dipolnya tak sekuat pada ikatan hidrogen, sehingga titik lebur polyester lebih rendah, tetapi mempunyai fleksibilitas yang tinggi
2. Sifat Fisik
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik polimer diantaranya:
1. Panjang rata-rata rantai polimer
Dengan bertambah panjangnya rantai polimer, Kekuatan dan titik leleh akan naik.
2. Gaya antarmolekul
Polimer akan menjadi kuat dan sukar meleleh bila pada rantai polimernya gaya antar molekulnya besar.
3. Percabangan
Rantai polimer yang mempunyai cabang banyak daya tegang dan titik leburnya rendah.
4. Ikatan silang antar rantai polimer
Jaringan yang kaku dan keras pada polimer disebabkan oleh ikatan silang antar rantai polimer. Bila ikatan silang pada polimer bertambah banyak maka polimer akan bertambah kaku dan mudah patah.
5. Sifat kristalinitas rantai polimer
Polimer dengan struktur yang beraturan memiliki kristanilitas yang tinggi sehingga memiliki ketahanan dan kekuatan yang lebih baik terhadap pengaruh berbagai bahan kimia dan enzim. Sedangkan polimer yang strukturnya tak beraturan memiliki kristanilitas yang rendah sehingga rapuh atau sifatnya amorf.
3. Sifat Mekanik
Menurut Arifianto 2008, sifat mekanik polimer antara lain sebagai berikut :
1. Strength/kekuatan adalah sifat mekanik yang dimiliki polimer. Macam kekuatan polimer, antara lain:
1) Tensile Strength/Kekuatan Tarik. Kekuatan tarik ialah tegangan yang diperlukan guna memutuskan suatu contoh benda. Ini sangat diperlukan untuk mengetahui kemampuan polimer yang ditarik, misalnya : fiber kekutan tariknya baik
2) Compressive strength/Ketahanan terhadap Tekanan. Ketahanan terhadap tekanan ialah kemampuan suatu bahan untuk menahan beban tekanan yang berat. Misalnya, beton kekuatan tekannya bagus
3) Flexural strength/Ketahanan pada bending adalah ketahanan saat bahan tersebut dibengkokkan. Jika Polimer kuat saat dibengkokkan maka polimer dikatakan mempunyai flexural strength
4) Impact strength ialah kekuatan polimer terhadap suatu reaksi yang datang tiba-tiba. Misalnya suatu polimer tetap kuat meskipun tiba-tiba dipukul dengan keras.
41
2. Elongation
Salah satu bentuk deformasi adalah elongation. Deformasi adalah berubahnya ukuran ketika suatu bahan diberi gaya. Elongasi biasanya dinyatakan dengan persentase dimana persentase elongasi adalah panjang polimer setelah diberi gaya (L) dibagi panjang sampel sebelum diberi gaya (Lo) kalikan 100.
3. Modulus
Modulus diukur dengan cara tegangan dibagi elongasi. Satuan modulus = satuan kekuatan (N/cm2).
4. Toughness/Ketangguhan
Ketangguhan adalah seberapa besar energi yang mampu diserap suatu bahan sebelum patah.
4. Sifat Termal Polimer
Bahan polimer mempunyai sifat khas yaitu sangat mudah berubah dengan adanya perubahan temperatur. Bila terjadi perubahan temperatur maka akan terjadi pergerakan molekul, pergerakan molekul ini membuat struktur bahan polimer berubah (terutama yang dimensinya besar). Dengan semakin meningkatnya suhu menyebabkan oksigen dan air bersama memicu reaksi kimia pada molekul, maka akan terjadi depolimerisasi, oksidasi dan hidrolisa
Sifat termal polimer menurut Arifianto. 2008, adalah: i. Koefisien pemuaian termal
Koefisien pemuaian panjang pada film dan serat acap kali menyusut karena panas, bila temperatur meningkat maka pergerakan termal molekul akan mengubah cara pengumpulan molekul.
ii. Panas jenis
Panas jenis ialah panas yang dipakai untuk pergerakan termal molekul pada strukturnya. Panas jenis bahan polimer bila dibanding dengan logam dan keramik masih lebih besar yaitu antara 0,25 - 0,55 cal/g/oC.
iii. Koefisien hantaran termal
Ialah nilai penting suatu bahan polimer berkaitan dengan panas pada proses cetak dan pemakaian produk serta mekanisme hantaran panas yang berasal dari propagasi panas akibat gerakan molekul.
iv. Titik tahan panas, terjadi bila suhu bahan polimer meningkat dan menyebabkan molekul bergerak aktif menuju titik transisi. Hal ini mengakibatkan lebih rendahnya modulus elastik dan kekerasannya, lebih kecilnya tegangan patahnya dan lebih besarnya perpanjangannya.
Sifat termal dapat dicontohkan dari polimer plastik, dimana plastik memiliki sifat unggul yaitu bisa dilunakan dan dikeraskan kembali secara berulang-ulang. Sifat ini disebut sifat termoplastik. Ada beberapa plastik yang mempunyai sifat khas, yaitu pada pelarut yang sesuai lebih mudah larut, menjadi lunak pada suhu tinggi, namun akan kembali keras bila didinginkan dan punya struktur molekul linier atau bercabang dimana antar rantai tidak ada ikatan silangnya. Bahan yang memiliki sifat termoplastik pengolahannya sangat mudah, hanya dengan pemanasan bahan tersebut dapat diubah menjadi berbagai bentuk sesuai yang diingingkan dan dibutuhkan, misalnya polietilen (PE) dan polivinilklorida (PVC).
43
dipanaskan, punya ketahanan yang tinggi terhadap asam dan basa, bila dipanaskan rusak dan tak bisa kembali seperti sediakala dan struktur molekulnya memiliki ikatan silang antar rantai. Polimer jenis ini bersifat tetap dimana bahan ini hanya bisa dibentuk seperti keadaan semula/pertama kali bahan ini dicetak yang disebut polimer termosetting. Plastik termosetting sifatnya keras sebab bahan ini memiliki ikatan-ikatan silang, dan akan semakin keras lagi saat proses pamanasan sebab dalam kondisi panas ikatan-ikatan silang ini lebih mudah dibentuk. Polimer jenis ini banyak dipakai untuk peralatan rumah tangga karena tahan terhadap panas dan awet. Misalnya polimer poli (melanin formaldehida), poli (urea formaldehida) dan bakelit.
J. Klasifikasi Polimer
Pemakaian polimer sekarang sudah sangat luas pemanfaatannya dan berbagai pengetahuan tentang polimer terus berkembang. Dengan semakin banyaknya jenis polimer dan memudahkan kita mengetahui jenis polimer dibuatlah sistem klasifikasi. Beberapa cara mengklasifikasikan polimer, yaitu: 1) berdasarkan sumber, 2) berdasarkan struktur, 3) berdasarkan gaya molukuler, 4) berdasarkan monomer.
1. Berdasarkan Sumber
Polimer terbagi atas tiga kelompok berdasarkan sumbernya, yaitu :
Ø Polimer Alami, yaitu bahan yang berasal dari makhluk hidup dan terjadi secara alami. Contoh polimer alam antara lain selulosa, protein, karet alam dan pati. Polimer ini
umumnya bersifat tidak stabil saat pemanasan dan jumlahnya pun terbatas, bersifat hidrofilik (mudah menyerap air), dan sukar dilebur dan dibentuk, maka penggunaan polimer alam ini menjadi terbatas. Hal ini menyebabkan fungsi polimer jenis ini sulit dikembangkan secara lebih luas. Beberapa contoh polimer alam seperti disajikan pada tabel berikut ini.
Tabel 4. Contoh Polimer Alam
No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh
1 Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar
umbi
2 Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu,
Kapas
3 Protein Asam
amino
Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera 4 Asam
nukleat
Nukleotida Kondensasi Molekul DNA
dan RNA (sel)
5 Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon
karet
Sumber: Rangga, D, 2011
Polimer alam umumnya memiliki banyak kelemahan, misalnya : karet alam bersifat tidak elastis, cepat rusak sebab karet jenis ini tak tahan pada minyak tanah dan bensin serta tak bisa tahan lama di udara terbuka. Sutera dan wol mudah sekali rusak karena tersusun dari protein dimana protein ini adalah media hidup bakteri.
Ø Polimer semi sintetik, yaitu jenis polimer hasil rekayasa antara polimer alami dan senyawa kimia, misal misnomer nitroselulosa dengan nama pasarnya “celluloid” dan “guncotton”.
45
Ø Polimer sintetis adalah jenis polimer hasil proses polimerisasi dari monomer. Polimer sintetis yang pertama kali diproduksi dalam skala besar/komersial ialah bakelit (dammar fenolformaldehida).
Ø Polimer elastomer atau karet merupakan satu dari berbagai jenis polimer punya perilaku khusus ialah mempunyai daerah elastis non-linear yang sangat luas. Dimana perilaku khusus ini berkaitan ikatan silang (cross link) antar rantai molekul yang dimiliki karet. Fungsi ikatan ini sebagai pengikat bentuk (“shape memory”). Jika terjadi deformasi dalam jumlah besar pada karet, maka karet bisa kembali ke bentuk dan dimensi semula.
2. Berdasarkan struktur
Berdasarkan struktur rantainya dapat dibagi menjadi tiga golongan antara lain:
Ø Polimer Linier adalah polimer yang terbentuk atas unit berulang yang saling bergandengan sehingga terbentuk rantai yang panjang. Polimer jenis ini bisa terlarut pada beberapa pelarut dan berwujud padat pada suhu normal. Umumnya tersedia dalam bentuk termoplastik atau elastomer, misalnya polietilena, poli(vinil klorida)/PVC, poli(metal metakrilat)/PMMA, lucite, plexiglas/perspex, nilon 66 dan poliakrilonitril (orlon atau creslan).
Gambar 4. Struktur polimer linier
Ø Polimer Bercabang adalah polimer yang tersusun karena adanya unit-unit berulang membuat percabangan di rantai utamanya. Ilustrasi struktur polimer bercabang adalah sebagai berikut :
Rantai utama (terdiri dari atom-atom skeletal)
Gambar 5. Struktur polimer bercabang
Ø Polimer Cross–linking atau berikatan silang adalah polimer yang tersusun atas beberapa rantai polimer pada rantai utamanya yang bergandengan satu dengan yang lainnya. Apabila ikatan silang tersebut ke segala arah, akan terbentuklah rangkaian tiga dimensi yaitu polimer jaringan seperti yang tampak pada gambar 6. Material ini biasanya digembungkan atau istilahnya di”swell” oleh suatu zat pelarut, namun tak sampai larut. Ketidaklarutan tersebut bisa dipakai menentukan kriteria struktur jaringan. Semakin tinggi prosentase ikatan-silangnya, maka semakin rendah jumlah penggembungan oleh zat pelarut. Apabila derajat ikatan silang tinggi, maka polimer tersebut bisa jadi kaku,
47
titik lelehnya tinggi, strukturnya padat dan tidak bisa digembungkan lagi, contohnya diamond/intan.
Ikatan kimia
Gambar 6. Struktur Polimer berikatan silang
Dengan adanya struktur polimer berikatan silang ini dalam indutri seringkali pembentukan ikatan silang pada polimer dilakukan dengan sengaja guna memperbaiki sifat polimer tersebut, seperti yang dilakukan pada proses vulkanisasi karet. Pembentukan ikatan- silang tiga dimensi dalam sistem polimer biasanya terjadi pada tahap akhir produksi. Proses ini pada polimer akan menghasilkan sifat keras dan kaku. Apabila dalam proses produksi tahap akhirnya dipanaskan, maka polimer dikelompokan mengeras – bahang/dimatangkan. Namun ada yang bisa dimatangkan dalam kondisi dingin maka dikelompokkan mengeras – dingin. Sedangkan polimer lurus yang mempunyai ikatan silang sangat sedikit atau bahkan tak punya sama sekali, biasanya dilenturkan dan dicetak dengan proses pemanasan, jenis ini disebut polimer lentur – bahang.
3. Berdasarkan gaya intermolekuler
Gaya intermolekuler polimer mempengaruhi sifat mekanik dan kimia polimer diantaranya gaya van der waals, ikatan hidrogen dan tarik menarik dipol-dipol antara rantai polimer. Besar kecilnya molekul dan banyak sedikitnya gugus fungsional pada
polimer mengakibatkan gaya intermolekuler berlipatganda. Berdasarkan gaya intermolekuler, polimer dikelompokkan jadi empat macam, ialah : elastomer, serat, termoplastik, termoset. 4. Berdasarkan monomer.
Polimer dikelompokkan berdasarkan macam monomernya ialah homo-polimer dan ko-polimer. Homopolimer tersusun atas satu macam monomer dan kopolimer tersusun lebih dari satu macam monomer. Untuk mengetahui lebih jelas perbedaan kedua golongan polimer tersebut dapat dilihat pada uraian berikut ini.
i. Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang tersusun atas monomer tunggal, struktur polimernya . . . – A – A – A – A–A – A- . . . Contoh: PVC, Selulosa, Teflon, polisterina, polipropilena. ii. Kopolimer
Kopolimer adalah polimer yang terdiri atas dua macam atau lebih monomer tak sejenis. Contoh: DNA (dari pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat), dakron, nilon 66, melamin (dari urea dan formaldehida), tetoron, protein, bakelit (fenol dan formaldehida).
Beberapa jenis dari kopolimer antara lain : 1. Kopolimer acak,
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas satuan berulang tak sama yang berikatan secara acak. Strukturnya: . . . – A – B – A – A – B – B – A – A –. . . . 2. Kopolimer bergantian,
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas sejumlah grup berulang yang tidak sama yang
49
berikatan secara selang-seling. Strukturnya:. . . – A – B – A – B – A – B – A – B – . . .
3. Kopolimer balok (blok),
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas suatu grup berulang yang senama yang berikatan secara selang-seling dengan grup berulang lainnya yang juga senama. Strukturnya:. . . – A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A –. . .
4. Kopolimer tempel/grafit
Kopolimer yang mempunyai satu macam grup berulang menempel pada punggung polimer yang lurus dimana grup berulang tersebut cuma punya satu jenis monomer.
K. Rangkuman
Struktur polimer terdiri dari identitas monomer, rantai polimer, ukuran rantai, susunan monomer dalam kopolimer dan stereokimia polimer.
Berdasarkan sifat-sifatnya polimer dapat dibagi ke dalam tiga kelompok umum, yaitu elastomer, serat, dan plastik. Ciri elastomer adalah kemampuannya untuk diregang di bawah tekanan (direntangkan) dan dapat kembali pada bentuk awalnya bila tekanan dikurangi (elastis). Dari tiga kelompok tersebut polimer dapat digolongkan berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika dan termal.
Polimer diklasifikasikan kedalam 6 kelompok besar yaitu (1) Berdasarkan sumbernya (polimer alam, semi sintetik, sintetik), (2) susunan rantainya (polimer linear, bercabang dan ikatan silang), (3) reaksi polimerisasi (poliadisi dan polikondensasi), (4)
macam monomer (homo-polimer dan ko-polimer), (5) sifat termal (Termoplastik dan termoset), (6) berdasarkan aplikasinya (polimer komersial, teknik dan polimer khusus).
L. Soal-soal latihan
1. Apa yang dimaksud dengan struktur polimer (jelaskan)? 2. Apa saja sifat-sifat polimer (sebut dan jelaskan)?
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan klasifikasi polimer? 4. Jelaskan dasar-dasar penggolongan polimer?
5. Apakah perbedaan antara polimer alam, semi sintetis dan sintetis?
6. Sebutkan dan jelaskan macam-macam polimer berdasarkan bentuk susunan rantainya?
51
POLIMERISASI
Kata polimer, polimerisasi dan monomer sering dijumpai dalam berbagai bidang ilmu dan industri modern. Akan tetapi apa yang dimaksud polimer, polimerisasi dan monomer sering kali belum dipahami. Polimer ialah molekul besar atau raksasa yang terdiri atas pengulangan ratusan bahkan ribuan satuan kecil molekul (molekul sederhana) yang disebut monomer. Sedangkan proses pembentukan polimer yang terdiri dari monomer-monomer
disebut polimerisasi. Polimer dibagi menjadi 2 macam, yaitu polimer alami dan polimer sintetik. Monomer ialah suatu senyawa yang berasal dari makhluk hidup dan punya ikatan rangkap dua. Ikatan rangkap tersebut bebas berikatan dengan monomer lainnya hingga jumlah/besaran yang dikehendaki seperti pada polimer buatan/sintetik. misalnya, melalui polimerisasi pembentukan polietilena dari etilena (tampak pada reaksi di bawah ini). Pembentukan polipeptida dari asam amino yang menghasilkan produk sampingan H2O (air)
Reaksi :
Monomer polimer
Gambar 7. Reaksi Polimerisasi polipeptida dari asam amino Polimer alam adalah polimer yang membentuk senyawa secara alami, misalnya lateks, karbohidrat, selulosa, resin dan
n H2N C C N C C O R H H R O H OH n - H2O
asam amino polipeptida
monomer Unit Ulangan terikat secara kovaken dengan unit ulangan lainnya
CH2 CH2
H2C CH2
n n
etilena Polimer polietilena
53
protein. Polimer buatan/sintetik hasil rekayasa manusia misalnya nilon, kapas silicon (dacron) dan politetraflouretilen (teflon).
Polimer dalam proses pembentukannya melalui 3 tahapan, ialah tahap inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Pembentukan cabang pada polimerisasi mengakibatkan terbentuknya 3 pola/struktur yakni isotaktik (pola/struktur yang beraturan), ataktik (pola/struktur yang tidak beraturan) dan sindiotaktik (campuran keduanya). Bentuk pola/struktur polimer ini akan sangat menentukan sifat suatu polimer.
Dalam polimerisasi terjadi 2 macam reaksi utama yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Hal senada dikemukakan oleh Dr. W.H. Carothers, seorang ahli kimia Amerika Serikat, yang mengelompokkan proses pembentukan polimer tingkat tinggi (polimerisasi) menjadi dua golongan, yakni adisi dan kondensasi. Pada polimer adisi jumlah atom-atom sama banyak pada unit ulangannya. Sebaliknya polimer kondensasi jumlah atom-atom yang agak sedikit karena adanya pembentukan hasil sampingan selama polimerisasi.
A. Polimerisasi Adisi
Pada polimerisasi adisi terjadi reaksi rantai, dimana reaksi rantai dapat disebabkan oleh radikal bebas yaitu partikel reaktif yang mengandung elektron tak berpasangan atau ion. Terbentuknya radikal bebas karena adanya penguraian zat nisbi tidak mantap disebut pemicu. Pemicu inilah yang memancing/ memicu reaksi rantai pada pembentukan polimer dan proses polimerisasi ini berlangsung sangat cepat bahkan sering kali hanya dalam hitungan detik. Polimerisasi adisi hanya berlangsung pada senyawa yang memiliki ikatan rangkap, dimana pada
n H2C = CH CH2 C Cl Cl H n polivinilklorida (PVC) vinilklorida
polimerisasi ini bersamaan dengan pemotongan ikatan rangkap yang disertai oleh adisi monomer, misalnya vinil dan turunan-turunannya.
Contoh :
Gambar 8. Reaksi Polimerisasi polivinilklorida dari vinilklorida Polimerisasi adisi dalam reaksinya melibatkan reaksi rantai. Tiga tahap mekanisme reaksi polimerisasi adisi antara lain: 1) Inisiasi, 2) Propagasi, 3) Terminasi.
a) Inisiasi (Tahap pembentukan radikal bebas), tahap pertama diawali dengan pemecahan inisiator dan proses adisi molekul di antara satu radikal bebas yang terbentuk. Misalnya terbentuknya radikal bebas dari inisiator dinyatakan dengan R’ dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2, berikut tahapan proses inisiasi.
b) Propagasi (Tahap perpanjangan monomer), tahap pembentukan rantai melalui reaksi adisi molekul monomer di bagian radikal bebasnya, dimana radikal bebas tersebut dihasilkan pada tahap inisiasi secara kontinyu.
55
Proses ini bila diteruskan dapat membentuk molekul polimer berukuran besar, dimana ikatan rangkap karbon (C=C) pada etilena akan diubah jadi ikatan tunggal (C– C) pada polietilena.
c) Terminasi (Tahap pemotongan atau penyetopan reaksi), merupakan tahap penghentian pembentukan rantai polimer, proses ini berlangsung antara radikal polimer yang sedang tumbuh dan radikal awal yang dihasilkan dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R a CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dan radikal polimer lainnya, sehingga menghasilkan polimer dengan berat molekul yang besar R-(CH2)n-CH2° + °CH2-(CH2)n-R’ a R-(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’. Misal: polivinil klorida, poliakrilonitril dan polistirena
· Polivinil klorida
· Poliakrilonitril
n CH2 = CHCN → [ - CH2 - CHCN - ]n
· Polistirena
B. Polimerisasi Kondensasi
Reaksi antara dua molekul bergugus fungsi banyak disebut polimerisasi kondensasi. Molekul bergugus fungsi banyak maksudnya adalah molekul yang mengandung dua atau lebih gugus fungsi yang dapat bereaksi yang menghasilkan satu molekul besar bergugus fungsi banyak pula dan diikuti terbentuknya molekul kecil, seperti misalnya air (Cowd, 1991).
Polimer kondensasi ini dapat terjadi pada gugus fungsi yang mempunyai monomer yang sama atau berbeda. Pada polimerisasi kondensasi biasanya juga dihasilkan hasil sampingan misalnya air (H2O), amoniak (NH3) atau asam klorida (HCl). Karena polimerisasi kondensasi tersebut biasanya terjadi pada monomer yang memiliki gugus fungsi, misal gugus -OH; -COOH dan NH3.
Contoh :
57
HOCH2CH2OH + + H2O
Dari hasil polimerisasi kondensasi biasanya terbentuk hasil sampingan berupa air (H2O), karena atom hidrogen pada monomer berikatan dengan gugus-OH pada monomer yang lainnya. Contoh pembentukan nilon (Gambar 9).
Gambar 9. Polimerisasi Kondensasi nilon 66
Polimerisasi Kondensasi untuk membuat jenis nilon biasanya menggunakan 2 macam monomer yang berbeda ialah 1,6–diaminoheksana dan asam adipat. Penentuan nama nilon berdasarkan banyaknya atom karbon tiap unit monomer. Pada reaksi di atas tampak tiap monomer banyaknya atom karbon 6, sehingga dinamakan nilon 66.
HO C - (CH2)4COH O O
